新海誠的新作《天氣之子》在“天氣”這個主題上開足了想象力。雖然少年少女的愛戀進(jìn)一步襯托了極端氣候?yàn)?zāi)害的無情，可熒屏上的刻畫比起地球歷史上真實(shí)的氣候事件，還是有點(diǎn)小巫見大巫了。

可以說是“中二病也要談戀愛”了。圖片：《天氣之子》

四十六億年生生不息的地球，缺什么？偏偏不缺環(huán)境演化的想象力。

當(dāng)回顧地球歷史上真正的重大氣候轉(zhuǎn)折時(shí)，你會發(fā)現(xiàn)，用“想象很骨感，現(xiàn)實(shí)很豐滿”來形容一顆星球的演化，似乎從不為過。

承蒙現(xiàn)在的基礎(chǔ)地理教育，我們知道：地球表面絕大部分都被海洋覆蓋，陸地只占到地球表面積的三成左右。拿出地球儀，隨便轉(zhuǎn)到哪兒，都免不了多多少少有些藍(lán)色的背景和陸地交相輝映。如果把地球儀轉(zhuǎn)到南太平洋某個特定的位置，甚至整個半球都幾乎找不到一塊像樣的大陸。這樣的星球，也難怪被人們稱為宇宙中的“藍(lán)色彈珠”（The Blue Marble）了。

The Blue Marble，由阿波羅17號拍攝的地球經(jīng)典證件照。圖片：NASA

可這么多水到底都是從哪兒來的呢？長久以來，人們一直在尋找答案。

神話提供的解決方案倒是粗暴：暴雨＋大洪水。

顯然，這個答案看上去太“神話”了?？茖W(xué)時(shí)代的人類，自然想看到一些更“科學(xué)”的答案（也會更無聊一些）。但隨著越來越多的證據(jù)被揭示，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，全球普降暴雨洪水這事兒，好像還真的是幾十億年前地球大洋初形成時(shí)代的合理解釋；而且，這些水來自隕落的外星，它們從太陽系邊緣的黑暗之處不遠(yuǎn)千萬里飛向地球，如同炮彈一樣砸在地球表面，直接砸出今日海洋的體量。

連神話也不敢這樣編呀。

可科學(xué)給出的主流解釋的確是這樣的。這要追溯到太陽系和地球剛剛形成的頭幾億年里。地球?qū)儆趲r質(zhì)行星。巖石物質(zhì)比重大、熔點(diǎn)高。當(dāng)本來分布均一的塵埃盤持續(xù)接受太陽風(fēng)的吹擊時(shí)，只有比重大、熔點(diǎn)高的物質(zhì)可以留在離太陽更近的地方，久而久之就聚成了一個個“石頭疙瘩”——巖質(zhì)行星；而比重輕、熔點(diǎn)低的水則被吹向了遠(yuǎn)端，在太陽系外側(cè)聚集了起來，成為宇宙中無數(shù)漂浮的冰塊，它們造就了今天的彗星。

說到彗星……今天真不是新海誠專場。圖片：《你的名字》

此后，木星、土星這些質(zhì)量巨大的巨行星在調(diào)整軌道的過程中，飛進(jìn)了冰質(zhì)小天體富集的外側(cè)區(qū)域。它們用引力彈飛了不計(jì)其數(shù)的冰塊，其中一些冰塊飛向了太陽系內(nèi)帶，砸在地球上，就為地球帶來了水。

當(dāng)時(shí)地球表殼剛剛凝固不久，本身就很薄，內(nèi)部還維持著熾熱的狀態(tài)。經(jīng)這么一砸，無數(shù)小行星的動能轉(zhuǎn)化成地球的內(nèi)能，地球內(nèi)部再次升溫，薄薄的地殼就又再次熔化了。而砸進(jìn)來的這些冰質(zhì)小天體，則在高溫撞擊中氣化為了水蒸氣。融化的地球表面全是巖漿，水自然無法以液態(tài)的形式呆在上面，于是，今天全球四大洋加江河湖海的全部水量，當(dāng)時(shí)都是大氣層里的蒸氣。

如此看來，影片中提到的，“一朵積雨云有著一片湖泊的水量，天空可是比大海還深遠(yuǎn)的地方”，似乎還有點(diǎn)道理。圖片：《天氣之子》

可地殼終歸會變冷、凝固。當(dāng)再次凝固的地殼冷到足以承載液態(tài)水時(shí)，大氣層中的水蒸氣就要紛紛落下，匯聚為海洋了。這場全球普降的暴雨估計(jì)足足降了千年萬年之久，它們落在新生的地殼上，成為太初的大洪水，沖刷著鴻蒙初清的地表，然后形成海洋，遍布四方。

影片結(jié)尾，大雨下了三年，大半個東京都被淹沒（圖左）；現(xiàn)實(shí)中，2019年的第19號臺風(fēng)“海貝思”確實(shí)給日本帶去了強(qiáng)降雨（圖右）——這當(dāng)然只是巧合。圖片：《天氣之子》；twitter

降雨成洋的時(shí)代結(jié)束之后，地球還遠(yuǎn)未達(dá)到今天這幅生機(jī)勃勃的樣子。科學(xué)家們測算過，如果讓今天陽光的總照射量縮減個3%，地球上到處就都要發(fā)生極端氣候事件，紛紛“凜冬將至”了。

距今大概38億年前，太陽還處在幼年期，釋放的光能遠(yuǎn)比今天弱太多，可地球上的水體一經(jīng)形成，卻偏偏能以液態(tài)的形式存在得好好的，以至于在當(dāng)時(shí)的巖層里留下了清晰可辨的痕跡。

為啥連太陽都儼然一副還沒走出搖籃的樣子，地球反而能像今天一樣維持液態(tài)海洋不被凍上呢？

因?yàn)?strong>大氣有“毒”——當(dāng)然，這是站在今天喜氧生物的視角的看法。這些毒氣，就是充斥在早期地球大氣中的二氧化碳、甲烷、氨氣等。氧氣？對不起，早期地球并沒有氧氣這種東西。

地球形成早期，大氣成分以硫化氫、甲烷、二氧化碳、水蒸氣等為主。圖片：Peter Sawyer / Smithsonian Institution

可就是這層放在今天絕對會摧毀整個生物圈的毒氣層，在當(dāng)時(shí)，卻是太初生命的襁褓。原因很簡單：這些氣體都是著名的溫室氣體。就算早期太陽的光芒非常微弱，只要地球自身擁有一個有效的保溫層，就可以在地表維持液態(tài)水存在的環(huán)境。

就這樣，大氣層相當(dāng)于為地球蓋上了一床厚厚的“棉被”。最初的古菌就在這襁褓中一點(diǎn)點(diǎn)繁衍，直到發(fā)生了一件事——它們演化出的一個分支，學(xué)會了制造氧氣，準(zhǔn)確來說是學(xué)會了排泄氧氣，因?yàn)檫@是它們的代謝廢物。

這種代謝廢物，對當(dāng)時(shí)的環(huán)境來說可就糟透了。氧氣是一種極強(qiáng)的氧化劑（可不，氧化二字就是人家冠名的呀），當(dāng)時(shí)其他氣體都是還原性物質(zhì)，氧化還原、一拍即合，吭哧吭哧一反應(yīng)，還原性的大氣就被大量消耗掉了。

今天，海洋原綠球菌等產(chǎn)氧光合藍(lán)菌及其所在的海洋，提供了地球上的絕大部分氧氣。圖為電鏡下菌株MIT9215的球菌個體及其培養(yǎng)基。圖片：Chisholm Lab / flickr

但太陽還沒徹底亮起來呀。

這就相當(dāng)于在三九隆冬的夜晚，把你暖氣關(guān)了、棉被甩了，再把你扔到大街上。不消說，地球環(huán)境肯定不干了。這么折騰，是要讓全球都凍上的呀！

然后呢？然后就真凍上了……沒錯，真凍上了。

在這次叫做“休倫大冰期”（Huronian Glaciation）的事件中，全球各處——無論極地還是赤道——統(tǒng)統(tǒng)沒有熬過萬里冰封的命運(yùn)。從太空望去，地球儼然一個飄在宇宙中的大雪球。在如此可怕的大冰期里，光合生物卻絲毫沒停下手中的活兒，它們繼續(xù)釋放著氧氣，要氧化大地、氧化海洋，還要氧化天空。

“毒氣”被清理了，氨被氧化成了氮?dú)猓钡窖鯕膺^剩，和氮?dú)庖黄鸪蔀榈厍虼髿獾闹髟住?strong>新生的氮氧大氣，讓地球第一次通透了起來，從此有了藍(lán)天、有了白云。

藍(lán)天白云，還真不是自古就有的。圖片：pixabay

對于那些生活在太古宙、不靠氧氣生存的古菌來說，這片藍(lán)色的天空，無疑是最大的氣象災(zāi)害了。但很遺憾，熟悉的“溫室襁褓大氣”再也沒有恢復(fù)，一直延續(xù)到今天。在那之后的十幾億年里，把全球凍上的大冰期倒是又有了一次。還是相同的配方，還是相同的味道：氧氣含量繼續(xù)增加，地球保溫能力繼續(xù)下降。

可不一樣的是，由于氧氣成了統(tǒng)治者，喜歡氧氣的生物種類也在繼續(xù)增加（畢竟氧氣代謝效率高呀！），直到各種奇形怪狀的生物仿佛爆發(fā)一樣，在極短時(shí)間內(nèi)紛紛出現(xiàn)。這便是后來所謂的“生命大爆發(fā)”。

箭頭所示即是寒武紀(jì)生命大爆發(fā)。圖片：pixabay

生命大爆發(fā)是個好事，但火山大爆發(fā)可就不一樣了。作為生物，誰都怕這個。說來也巧，幾乎每次大滅絕事件發(fā)生時(shí)，地球某個地方就往往會有同期的極端火山事件出現(xiàn)：在二疊紀(jì)—三疊紀(jì)之交，地球上將近98%的物種都沒了；無獨(dú)有偶，當(dāng)時(shí)地球上爆發(fā)著顯生宙（約5.41億年前大量生物出現(xiàn)的時(shí)期）以來最大的一次火山事件，熔巖噴發(fā)的面積足足可達(dá)一百多萬平方公里。

但就算是一百多萬平方公里的巨型熔巖溢流，對生物來說，也不是個絕對應(yīng)付不了的事（大不了大家躲遠(yuǎn)就是了）。那為什么每每出現(xiàn)這種極端火山作用時(shí)，生物還是死得這么決絕呢？

原因在天氣。

極端火山作用對地球環(huán)境的沖擊，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是靠它海量的熔巖完成的。每當(dāng)噴發(fā)之時(shí)，熔巖本身倒不要緊，隨之釋放的巨量火山塵、有毒氣體等，才是破壞環(huán)境的真兇。火山塵一經(jīng)揚(yáng)起，終年不散，令地球表面每年接受的陽光驟減、溫度降低。結(jié)果就是，光合作用生物的數(shù)量大規(guī)模削減，以它們?yōu)樯闹彩承陨镳I死，吃植食性生物的肉食性生物也跟著餓死。生態(tài)金字塔，就從根兒上轟然倒掉了。

今天，一些城市附近的火山噴發(fā)，也會給當(dāng)?shù)貛韲?yán)重影響。圖片：Andise?o Estudio / flickr

雖然總有些能夠耐寒的生物，但隨著火山噴發(fā)的可不僅僅是火山灰，隨著火山持續(xù)噴發(fā)，釋放的二氧化碳也在逐漸富集。地球短期仿佛又要變成那個太古時(shí)期的巨型溫室了。

于是就這樣大冰期—大暖期—大冰期—大暖期地折騰，任憑誰也受不了呀。

水中的生物仿佛有最后的庇護(hù)所——海洋。水是一種熱容很高的物質(zhì)，對溫度變化的反饋不明顯，理論上就算你陸地已經(jīng)亂成一鍋粥了，海洋照樣可以維持溫度的平衡。

然而這還是生物們的一廂情愿罷了。火山噴出到空氣中的二氧化硫、二氧化碳等都是易溶于水的物質(zhì)，這些氣體溶于水之后形成的東西，一種叫硫酸，一種叫碳酸。不消說也知道，當(dāng)時(shí)的大洋是個什么情景了。

二疊紀(jì)—三疊紀(jì)滅絕事件，是地球史已知最大規(guī)模的生物滅絕事件，96%的海洋生物和70%的陸生脊椎動物滅絕。圖為海百合化石，海百合和海星同屬于棘皮動物。圖片：Vassil / wikimedia

可最有意思的是，就算如此多災(zāi)多難，這個生生不息的生物圈，偏偏一步步熬了下來，并且孕育出了目前可知宇宙里唯一的智慧文明。這個文明的確擁有局部改變氣象的能力，也的確擁有大規(guī)模破壞地球環(huán)境系統(tǒng)的潛力。從這個意義上來說，人人都是天氣之子。